Strömungs- und Transportmodell, Langzeitsicherheit ... - PTKA - KIT
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In einem „druckfest verschlossenen“ (hoher Strömungswiderstand), fluidgefüllten <strong>und</strong><br />
vertikal ausgedehnten Grubengebäude wirkt der im Grubentiefsten (z max ; Meter unter<br />
Gelände) herrschende lithostatische Gebirgsdruck (p max =ρ Gestein ∙g∙z max ) auf die Fluidfüllung.<br />
Das inkompressible Fluid überträgt diesen Maximaldruck, vermindert um den hydrostatischen<br />
Druck der Fluidsäule ( p fluid = ρ Fluid ∙g∙(z max -z min ) ), hydraulisch auf die gesamte Wandung des<br />
Grubengebäudes. z min ist hierbei die Tiefenlage des Grubenhöchsten, z.B. des<br />
Schachtverschlusses, in Meter unter Gelände. Oberhalb einer kritischen Tiefe z krit , in der<br />
(p max -p Fluid )>p Litho (z) ist, wird es daher zur hydraulischen Rissbildung kommen. Die vor der<br />
Rissbildung noch zu überwindende Zugfestigkeit des Gesteins kann in einem geklüfteten<br />
Nebengebirge vernachlässigt werden. Diese kritische Tiefe liegt in der Schachtanlage Asse II<br />
bei ca. 675 m (unter Gelände), wenn folgende Parameter zugr<strong>und</strong>e gelegt werden:<br />
Grubentiefstes z max 1000 m unter GOK<br />
Grubenhöchstes z min 450 m unter GOK<br />
Gesteins-Dichte ρ Gestein 2200 kg/m³<br />
Fluid-Dichte ρ Fluid 1300 kg/m³<br />
Bei zusätzlicher Anwesenheit einer kompressiblen Gasphase ist die Gesamtdichte des<br />
2-Phasen-Fluids vermindert, wodurch die kritische Tiefe weiter nach unten verlagert wird.<br />
Außerdem wird die Gasphase bis zum Erreichen des Frac-Druckes<br />
(p Frac ≥ρ Gestein ∙g∙z krit =14,6 MPa) weiter komprimiert <strong>und</strong> speichert somit Druck-Volumen-<br />
Arbeit, die bei Rissbildung spontan freigesetzt wird, im konkreten Fall unter einer<br />
Verdreifachung des Gasvolumens.<br />
Da der in der Tiefe auf das Grubengebäude wirkende lithostatische Gebirgsdruck immer<br />
größer als der hydrostatische Fluiddruck des Flutungsmediums sein wird, wird die<br />
Konvergenz durch ein Flutungsmedium nicht gestoppt, sondern nur verlangsamt. Daher wird<br />
auch die konvergenzbedingte Laugenauspressung nicht zum Stillstand kommen, solange das<br />
Restvolumen konvergiert.<br />
Seite 7/1:<br />
Zum wiederholten Male wird das numerische Modell des Verfassers mit den derzeitigen<br />
Laugenzuflüssen in Verbindung gebracht. Diese Laugenzuflüsse sind nicht Bestandteil des<br />
vom Verfasser betrachteten Szenarios! – Die Laugenzuflüsse stellen aber ein eigenes Szenario<br />
dar, das einer Untersuchung mittels numerischer Modellierung würdig wäre, sofern die<br />
geologischen Gr<strong>und</strong>lagen bekannt wären. Bezüglich der <strong>Langzeitsicherheit</strong> genügt es aber<br />
bereits, wenn die <strong>Langzeitsicherheit</strong>s-Hypothese durch ein einziges Szenario falsifiziert<br />
werden kann, beispielsweise durch die von Krupp (29.12.2009) modellierte Störungs-<br />
Kreuzung.<br />
Seite 7/2:<br />
Es trifft auch nicht zu, dass Krupp (29.12.2009) irgendeine Schadstoff-Konzentration<br />
unterstellt hat. Er hat vielmehr den allgemeinen Ansatz gemacht, dass die<br />
Schadstoffkonzentration, wie sie an der Austrittsstelle ansteht, einen unbekannten Wert x hat,<br />
dessen durch Verdünnung im Nebengebirge absinkende Konzentration in Prozentanteilen von<br />
x ausgedrückt wird. Das hydrogeologische Modell wurde damit von den grubeninternen<br />
Prozessen entkoppelt.<br />
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